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如图是利用滑轮组匀速提升水中圆柱体M的示意图,滑轮组固定在钢架上,滑轮组中的两个滑轮质量相等,绕在滑轮组上的绳子能承受的

网站编辑:上海建站网 发布时间:2022-05-18  点击数:
导读:如图是利用滑轮组匀速提升水中圆柱体M的示意图,滑轮组固定在钢架上,滑轮组中的两个滑轮质量相等,绕在滑轮组上的绳子能承受的 如图是利用滑轮组匀速提升水中圆柱体M的示意图,滑轮组固定在钢架上,滑轮组中的两个滑轮质量相等,绕在滑轮组上的绳子能承受的最大拉力为900N,连接圆柱体M与动滑轮挂钩的绳子能承受的最大拉力为3000N.圆柱体M高为3m,底面积为0.02m2,密度为 4.510...

如图是利用滑轮组匀速提升水中圆柱体M的示意图,滑轮组固定在钢架上,滑轮组中的两个滑轮质量相等,绕在滑轮组上的绳子能承受的

如图是利用滑轮组匀速提升水中圆柱体M的示意图,滑轮组固定在钢架上,滑轮组中的两个滑轮质量相等,绕在滑轮组上的绳子能承受的最大拉力为900N,连接圆柱体M与动滑轮挂钩的绳子能承受的最大拉力为3000N.圆柱体M高为3m,底面积为0.02m2,密度为 4.5×103 kg/m3.在绳端拉力F作用下,圆柱体M从其下表面距水面11m处匀速上升到其上表面与水面相平的过程中用了2min,在这个过程中,拉力F做的功为1.92×104J,滑轮组的机械效率为η,钢架对定滑轮的拉力为T.在圆柱体M被缓慢拉出水的过程中,圆柱体M的下表面受到水的压强为p.不计绳重、轮与轴的摩擦及水的阻力,(g取10N/kg).下列选项中正确的是(  )
A. 压强p的最小值为15000Pa
B. 拉力T的大小为1900N
C. 拉力F的大小为800N
D. 滑轮组的机械效率为90% 长在淮河边 1年前他留下的回答 已收到1个回答

光点点 网友

该名网友总共回答了23个问题,此问答他的回答如下:采纳率:100%

解题思路:(1)解答此题首先对动滑轮和物体做整体受力分析,如解答中的图1,对定滑轮做受力分析如解答中的图2,根据FgV求得M所受的浮力,再根据重力和浮力之比可求得M的重力,从而可求得拉力F大小;
(2)因M有三段绳子承担,根据平衡条件F+3F=G+GM,可求得拉力T的大小;再根据η=
(GM−F浮)×h/F×3h]可求得滑轮组的机械效率;
(3)由绕在滑轮组上的绳子能承受的最大拉力为900N和连接圆柱体M与动滑轮挂钩的绳子能承受的最大拉力为3000N,可知圆柱体M的下表面受到水的压力,再利用p=[F/S]可求得压强p的最小值.

对动滑轮和物体做整体受力分析,如左图,对定滑轮做受力分析如右图所示:

(1)∵h=3m,S=0.02m2
∴V=0.06m3
∴FgVgV=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.06m3=600N,
圆柱体的重力:GM=ρgV=4.5×103 kg/m3×10N/kg×0.06m3=2700N;
由已知可知,三段绳子承担总重,s=3(11m-3m)=24m,
拉力F移动的速度:v=[s/t]=[24m/2×60s]=0.2m/s,
拉力F的功率:P=[W/t]=
1.92×104J
2×60s=160W,
∵P=[W/t]=[Fs/t]=Fv,
∴F=[P/v]=[160W/0.2m/s]=800N,故C正确;
(2)由平衡条件:F+3F=G+GM,可得G=600N+3×800N-2700N=300N,则T=2F+G轮=1600N+300N=1900N,故B正确;
(3)η=
(GM-F浮)h
F×3h=
2700N-600N
800N×3=87.5%,故选项D错误;
(4)∵F+3F=G+GM,圆柱体露出水面,浮力减小,拉力增大,每一段绳子的拉力最多增大到900N,超过后后绕在滑轮组上的绳子将拉断,
此时的浮力最小值为F浮最小=G+GM-3F=300N+2700N-3×900N=300N,即液体对圆柱体向上的压力F1
∴p=
F1
S=[300N
0.02m2=15000Pa,故A正确.
故选:ABC.

点评:
本题考点: 液体的压强的计算;滑轮组绳子拉力的计算;滑轮(组)的机械效率.

考点点评: 本题为力学综合题,考查了学生对重力公式、密度公式、阿基米德原理、滑轮组拉力的计算方法、力的合成的掌握和运用,难度较大,易出错.

1年前他留下的回答

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